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存储器就是内存还包括了寄存器?

一台计算机的运算核心和控制核心是CPU,即中央处理器,其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

作者:佚名来源:凯利讯半导体商城|2018-10-22 12:18

一台计算机的运算核心和控制核心是CPU,即中央处理器,其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。而CPU由运算器、控制器、寄存器、高速缓存及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。这对不是专业的人来说很难理解,就像存储器、寄存器与内存,很多人就分不清了!那么存储器是包括了内存还是寄存器?这三者又是什么关系?下面一起与小编来探索吧:

存储器:

存储器在CPU外,一般指硬盘,U盘等可以在切断电源后保存资料的设备,容量一般比较大,缺点是读写速度都很慢,普通的机械硬盘读写速度一般是50MB/S左右。内存和寄存器就是为了解决存储器读写速度慢而产生的多级存储机制,从20世纪50年代开始,磁芯存储器曾一度成为主存的主要存储介质,但从20世纪70年代开始,逐步被半导体存储器所取代,目前的计算机都是用半导体存储器。现在的DDR2内存的读写速度一般为6~8GB/S,跟机器性能也有关系。

寄存器:

寄存器(又称缓存)一般是指由基本的RS触发器结构衍生出来的D触发,就是一些与非门构成的结构,一般整合在CPU内,其读写速度跟CPU的运行速度基本匹配,但因为性能优越,所以造价昂贵,一般好的CPU也就只有几MB的2级缓存,1级缓存更小。使用寄存器可以缩短至零长度、节省存储空间,提高指令的执行速度。

不同的寄存器有不同的作用,如:通用寄存器(GR)用以存放操作数、操作数的地址或中间结果;指令寄存器(IR)用以存放当前正在执行的指令,以便在指令执行的过程中,控制完成一条指令的全部功能。

内存:

内存既专业名上的内存储器,它不是个什么神秘的东西,它也只是存储器中的沧海一粟,它包涵的范围也很大,一般分为只读存储器和随即存储器,以及最强悍的高速缓冲存储器(CACHE),只读存储器应用广泛,它通常是一块在硬件上集成的可读芯片,作用是识别与控制硬件,它的特点是只可读取,不能写入。随机存储器的特点是可读可写,断电后一切数据都消失,我们所说的内存条就是指它了。

CACHE是在CPU中速度非常块,而容量却很小的一种存储器,它是计算机存储器中最强悍的存储器。由于技术限制,容量很难提升,一般都不过兆。

主要区别:

CPU计算时,先预先把要用的数据从硬盘读到内存,然后再把即将要用的数据读到寄存器。最理想的情况就是CPU所有的数据都能从寄存器里读到,这样读写速度就快,如果寄存器里没有要用的数据,就要从内存甚至硬盘里面读,那样读写数据占的时间就比CPU运算的时间还多的多。所以评价一款CPU的性能除了频率,缓存也是很重要的指标。

从根本上讲,寄存器与RAM的物理结构不一样。 一般寄存器是指由基本的RS触发器结构衍生出来的D触发, 就是一些与非门构成的结构,这个在数电里面大家都看过; 而RAM则有自己的工艺,一般1Bit由六MOS管构成。所以,这两者的物理结构不一样也导致了两者的性能不同。寄存器 访问速快,但是所占面积大。而RAM相反,所占面积小, 功率低,可以做成大容量存储器,但访问速度相对慢一点。

总而言之,寄存器存在于CPU中,速度很快,数目有限;而存储器就是内存,速度稍慢,但数量很大;计算机做运算时,必须将数据读入寄存器才能运算。所以这三者的关系可以说是存储器包括寄存器,存储器有ROM和RAM。

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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